Pour comprendre la nature du courant électrique, il faut… un peu de chimie…
En effet, il faut se pencher sur la structure de l’atome pour comprendre le phénomène de l’électricité : un atome est composé de plusieurs particules (voir chapitre sur la nature de l’atome ici(bientôt)) et en particulier des particules minuscules appelées électrons, chacun porteur d’une seule charge négative ( tellement petit que les scientifiques ne sont pas sûr de sa taille mais au moins 100 000 fois plus petit que l’atome…ou 1 000 000 000 fois plus petit…bref, on n’est vraiment pas sûr).
Dans les matériaux solides conducteurs, comme les métaux, certains électrons ont la capacité de « sauter » d’atomes en atomes : On les appelle des électrons libres.
on peut visualiser ces électrons libres dans l’animation (cliquer sur l’image) : il suffit de cliquer sur la loupe et de fermer l’interrupteur : on voit alors les électrons libres (représentés par des petites sphères bleues) se déplacer dans le même sens…
Quand le matériau n’est pas soumis à une tension électrique, ces électrons se promènent dans tous les sens mais dès que l’on ferme le circuit, les électrons libres sont, tous ensembles, attirés vers la borne « + » du générateur et repoussés par la borne « – ».
En effet, pour les charges électriques, les opposés s’attirent : comme les électrons sont négatifs, ils vont vers le « + ».
Du coup, les électrons se déplacent du (-) de la pile vers le (+) … Dans le sens contraire au sens conventionnel du courant (qui se déplace du « + » au « – »). Cette circulation de particules chargées, invisibles à l’œil nu, correspond au courant électrique que nous utilisons chaque jour.
Dans une solution ionique, les particules chargées ne sont plus les électrons (qui ne peuvent pas se déplacer dans un liquide) mais les ions…Et ceux-ci vont se déplacer dans le liquide, comme les électrons le faisaient dans les solides : les ions positifs vont se déplacer vers l’électrode reliée à la borne « – » du générateur et les ions négatifs vont se déplacer vers l’électrode reliée à la borne « + ». ( en utilisant la même animation que tout à l’heure, on peut voir le déplacement des ions en cliquant sur la loupe à coté du liquide )
Les ions positifs ont la capacité de capter les électrons qui arrivent de la borne « -« , au niveau de l’électrode : les électrons arrivés au bout du fil ne sont donc pas bloqués. Et les ions négatifs vont, eux, libérer un électron au niveau de l’électrode reliée à la borne « + » : de nouveaux électrons peuvent donc continuer de se déplacer dans les fils. On a toujours un déplacement de charges électriques : le courant peut circuler dans tout le circuit.
Les molécules ne sont pas chargées électriquement, elles ne sont attirées par aucune électrode en particulier et se déplacent dans tous les sens : pas de mouvement d’ensemble donc pas de courant électrique. C’est pourquoi les solutions qui ne contiennent que des molécules ne sont pas conductrices de courant.
remarque : les ions positifs qui captent des électrons peuvent devenir des atomes tout comme les ions négatifs qui libèrent des électrons. Au bout d’un moment, comme dans toute transformation chimique, le courant s’arrêtera de passer car le liquide ne contiendra plus d’ions, donc plus de particules chargées électriquement.
